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Naturwissenschaftlicher Unterricht
Mathematik
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PISA hat gezeigt: Die Leistungen deutscher Schülerinnen und Schüler in Mathematik sind mittelmäßig. Das Interesse an Chemie und Physik bei der Kurswahl hält sich in Grenzen. Mit dem Mitmach-Labor teutolab wollen Wissenschaftler der Universität Bielefeld diesen Trend brechen und Kinder früh für die Naturwissenschaften gewinnen.

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Als Reaktion auf die durchschnittlichen Leistungen deutscher Schülerinnen und Schüler in Mathematik und Naturwissenschaften, richtete die BLK 1998 das Qualitätsentwicklungsprogramm SINUS ein. Daraufhin arbeiteten Lehrerinnen und Lehrer an 180 Schulen an der Qualitätsverbesserung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts. Dieses erfolgreiche Projekt wird jetzt an über 700 weiteren Schulen eingeführt.

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Bildung PLUS sprach mit Sonja Meyer, Mathematiklehrerin an der Hauptschule Zirndorf und „Teil“ eines „Fortbildungstandems“ bei SINUS-Transfer, darüber, wie Lehrer und Schüler auf das Programm reagieren und was SINUS-Transfer für den Mathematik- und naturwissenschaftlichen Unterricht bewirken kann.

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IMST ist ein vom BMUKK in Kooperation mit Universitäten, Pädagogischen Hochschulen, Schulen etc. getragenes Projekt in Österreich, mit dem der Unterricht in Mathematik, Naturwissenschaften und Informatik sowie verwandten Fächern verbessert wird.
IMST arbeitet in vier Programmen (Regionale und Thematische Netzwerke, Fonds für Unterrichts- und Schulentwicklung, Gender Netzwerk, Prüfungskultur) auf den Ebenen des Unterrichts, der Schulentwicklung und des gesamten Bildungssystems, evaluiert systematisch die Aktivitäten und integriert in allen Bereichen Gender Sensitivity und Gender Mainstreaming.
Die Website enthält u.a. ein Wiki für Lehrer/innen und andere Interessierte, in welchem sich ein reichhaltiger Fundus interessanter Arbeiten zu den Bereichen Unterrichts- und Schulentwicklungsinnovationen (insbesondere aus den Fächern Mathematik, Naturwissenschaften und Informatik – aber auch aus zahlreichen anderen Fächern) findet.

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Als interaktives und mehrsprachiges Internetportal unterstützt STELLA den Erfahrungsaustausch zwischen Lehrkräften der naturwissenschaftlichen Fächer.
Ziel von Stella ist es, zur Verbesserung des naturwissenschaftlichen Unterrichts an europäischen Schulen beizutragen. Dadurch sollen junge Menschen, insbesonder auch Mädchen, angeregt werden, naturwissenschaftliche Studiengänge und Berufslaufbahnen einzuschlagen.

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Die Aktivitäten des Projekts SINUS-Transfer sind in Module gegliedert. Das zehnte Modul beschäftigt sich mit der Frage, welche Kompetenzen Schülerinnen und Schüler im Mathematik- und naturwissenschaftlichen Unterricht erwerben sollen. Dazu werden die unterschiedlichen Bedeutungen des Begriffs ´´Kompetenz´´ dargestellt (Kompetenzmodell). Nachgegangen wird auch der Frage, wie man Leistung bewerten und den Zuwachs von Leistung messen kann. Auf der Seite verlinkt findet man sämtliche Unterlagen zu diesem Modul (teilw. als PDF-Download) wie Modulbeschreibung aber auch Unterseiten mit Fachartikeln, Arbeitsanleitungen und Erläuterungen zu den Themen ´´Kompetenzmodell``, ´´Leistung bewerten`` und ´´Kompetenzzuwachs``.

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PISA-Längsschnittstudie zur Entwicklung mathematisch-naturwissenschaftlicher Kompetenzen vorgestellt.
<br>Der Sprecher des PISA-Konsortiums Deutschland, Prof. Dr. Manfred Prenzel vom Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) in Kiel, hat die Ergebnisse einer neuen PISA-Studie vorgestellt. Die Längsschnittstudie zu PISA 2003 untersucht, wie sich die mathematisch-naturwissenschaftlichen Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern im Verlauf eines Schuljahres entwickeln.<br>
Die Kultusministerkonferenz hat das Angebot des PISA-Konsortiums aufgegriffen, im Rahmen von PISA 2003 das Querschnittdesign durch eine Längsschnittkomponente mit zwei Messzeitpunkten zu ergänzen. Auf diese Weise werden<br>
• Entwicklungen in der mathematischen und der naturwissenschaftlichen Kompetenz der Schülerinnen und Schüler im Verlauf eines Schuljahres beschrieben und<br>

• Bedingungsfaktoren im Elternhaus, im Unterricht und in der Schule festgestellt, die Einfluss auf die Kompetenzentwicklung der Schülerinnen und Schüler haben.<br>

Im Kern geht es um die zentralen Fragen, wie effektiv mathematisch-naturwissenschaftlicher Unterricht im Verlauf eines Schuljahres tatsächlich ist. Zudem wird thematisiert, welche Unterschiede sich in der Kompetenzentwicklung auf die Gestaltung des Unterrichts und auf unterschiedliches Lehrer-, Schüler- oder Elternverhalten zurückführen lassen.<br>

Für diese PISA-I-plus genannte Längsschnittuntersuchung wurden zusätzlich zur internationalen Stichprobe der Fünfzehnjährigen zwei per Zufall ausgewählte vollständige Klassen der 9. Jahrgangsstufe in die Untersuchung einbezogen. Ein Jahr nach der Hauptstudie, im Frühjahr 2004, wurden die Jugendlichen in der 10. Klasse ein zweites Mal getestet und mit Lehrkräften und Eltern zu Unterrichtsmerkmalen und möglichen Einflussfaktoren befragt.<br><br>

Ergebnisse der Studie:<br>
• Mathematik: 60 Prozent der Schülerinnen und Schüler konnten ihre mathematischen Leistungen deutlich verbessern. Acht Prozent zeigen schwächere Leistungen, und bei etwa einem Drittel der Jugendlichen stagniert sie. Betrachtet man die Klassenebene, dann verbessern sich 89 Prozent der Klassen deutlich.<br>

• Naturwissenschaften: 44 Prozent der Schülerinnen und Schüler konnten ihre naturwissenschaftliche Kompetenz im Verlauf des Schuljahres erheblich steigern, 19 Prozent schneiden schlechter ab. Auf die Klassenebene bezogen konnten rund 70 Prozent der Klassen ihre durchschnittliche Naturwissenschaftsleistung verbessern.<br>

• Einfluss des Computers auf die Entwicklung der Mathematikkompetenz:
Die PISA-Längsschnittstudie zeigt, dass es keine eindeutigen Zusammenhänge zwischen der Entwicklung mathematischer Kompetenzen und der häuslichen Computernutzung bzw. der Computererfahrung der Jugendlichen gibt.<br>

• Merkmale des Mathematikunterrichts: Die vertiefenden Analysen zeigen, dass ein kognitiv anregender und effektiv strukturierter Unterricht sowie eine Anpassung an das individuelle Leistungsniveau die Kompetenzentwicklung der Schülerinnen und Schüler wesentlich unterstützt.<br>

• Soziale Herkunft: Die erheblichen Kompetenzunterschiede zwischen sozialen Gruppen bleiben im Verlauf des Schuljahres unverändert bestehen. Vertiefende Analysen zeigen, dass die elterliche Unterstützung - unabhängig von der sozialen Lage der Familie - wichtig ist.<br>

• Migrationshintergrund: In der Mathematik steigern Jugendliche unterschiedlicher Migrationsgruppen ihre Kompetenz im Verlauf des Schuljahres genauso wie Jugendliche ohne Migrationshintergrund. In den Naturwissenschaften verbessern die zugewanderten Jugendlichen ihre Leistungen deutlich stärker als ihre Mitschüler ohne Migrationshintergrund.<br>

• Schulische Faktoren
Für die Kompetenzentwicklung der Schülerinnen und Schülern spielt die Zusammensetzung der Lehrerschaft an einer Schule eine wichtige Rolle. Wenn an den Schulen vorwiegend aktive oder disziplinorientierte Lehrkräfte unterrichten, ist die Leistungssteigerung erkennbar höher.<br><br>

Die Befunde zeigen, dass die laufenden Projekte zur Entwicklung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts, wie beispielsweise die SINUS-Programme, konsequent fortgesetzt und weiter entwickelt werden müssen. Aus diesem Grund haben sich die Länder darauf geeinigt, dass zukünftig an jeder Schule in der 3. Klasse (in Deutsch und Mathematik) und 8. Klasse (Deutsch, Mathematik, Englisch) gemeinsame Lernstandserhebungen durchgeführt werden.<br><br>

KMK-Präsidentin Ute Erdsiek-Rave: “Die Befunde beschreiben zuverlässig und ungeschminkt den Status Quo, von dem wir ausgehen müssen. Die aus der Studie gewonnenen Informationen sollen dazu genutzt werden, Schülerinnen und Schülern gezielter zu fördern. Denn genau darin liegt eine zentrale Folgerung aus dem Bericht: Einen individuell fördernden wie fordernden Unterricht zu entwickeln, der heterogene Lernvoraussetzungen angemessen berücksichtigt. Nur so sind wir auf dem richtigen Weg.“<br><br>

<a href=http://pisa.ipn.uni-kiel.de>ZUSAMMENFASSUNG DER STUDIE</a>

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Dieses Modellversuchsprogramm bearbeitet typische Problembereiche des deutschen Unterrichts in der Mathematik und in den Naturwissenschaften. Um die Probleme zu überwinden, werden in enger Zusammenarbeit mit den Lehrkräften neue Unterrichtszugänge entwickelt, erprobt und zwischen Schulen ausgetauscht. Das Programm setzt auf die professionelle Kooperation von Lehrkräften, und es konzentriert die Arbeit auf den Fachunterricht. Anliegen ist es, die unmittelbaren Lernbedingungen so zu gestalten, dass die Schülerinnen und Schüler bedeutungsvolle Sachverhalte geistig durchdringen und verstehen können und dabei anschlussfähiges und anwendbares Wissen aufbauen. Das Programm rückt die Unterrichtsentwicklung in den Vordergrund, weil hier durch professionelle Zusammenarbeit in relativ kurzer Zeit deutliche Qualitätsgewinne erreicht werden können. ... Das Programm zur Steigerung der Effizienz des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts bemüht sich ... darum, den Schülerinnen und Schülern heute und innerhalb der aktuellen Rahmenbedingungen möglichst gute Lernbedingungen anzubieten. Aber auch zu den langfristig erforderlichen Veränderungen in den verschiedenen Phasen der Lehrerbildung oder in der Lehrplanentwicklung kann das Programm eine Fülle von Anregungen beitragen. (DIPF/Orig.)

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Die PISA-I-plus genannte Längsschnittuntersuchung gibt Aufschluss darüber, wie sich die mathematisch-naturwissenschaftlichen Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern einer 9. Jahrgangsstufe im Verlauf eines Schuljahres entwickelt haben. Die Ergebnisse der Studie zu PISA 2003 sind erneut besorgniserregend. Zwar konnten sich etwa 60 Prozent der untersuchten Schülerinnen und Schüler in Mathematik deutlich verbessern, aber ein Drittel stagnierte und acht Prozent zeigen sogar schlechtere Leistungen. In den Naturwissenschaften sieht es noch verheerender aus. Die vorliegende Onlineressource gibt einen Überblick über die Reaktionen auf diese Studie. Das Dossier enthält Dokumente, Pressemitteilungen, Stellungnahmen der Bundestagsfraktionen sowie Pressebeiträge.